JP4500603B2 - Road surface freezeability index calculation system, road surface freezeability index calculation method, and road surface freezeability index calculation program - Google Patents
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Description
本発明は、路面凍結可能性を算出するための路面凍結可能性指数算出システム、路面凍結可能性指数算出方法及び路面凍結可能性指数算出プログラムに関する。 The present invention relates to a road surface freezeability index calculation system, a road surface freezeability index calculation method, and a road surface freezeability index calculation program for calculating road surface freezing possibility.
路面の凍結を予測することは従来から広く行われている。具体的な路面凍結予測方法としては、標高、粗度長、アルベト(反射能)、蒸発率など路面の種類により決定される路面情報データと、路面凍結予測対象地点付近で測定された天気、雲量、気温、気圧、風向、風速、降水(雪)量、純放射量などの気象情報データと、に熱収支モデルを適用することにより予測される路面温度と、乾燥、湿潤、圧雪、凍結等の路面における水分の有無を表す水分データと、を用いて路面凍結を予測する方法が使用される。また、特許文献1に記載の技術では、1日の日射量の積分値及び高度を含む地形情報を利用して路面凍結を予測している。
上記路面凍結予測方法では、路面情報や地形情報等の各地点に固有なデータに、気象情報、水分の有無、日射量等の日々変化するデータを適用することにより、路面凍結を予測することができる。凍結は気象状況によって左右されるものであるので、このように気象状況の影響を考慮しなければ凍結予測をすることはできない。しかしながら、実際には路面や周辺の状況は千差万別であり、道路により凍結のしやすさに違いがあり、その凍結のしやすさを表す方法が課題となっていた。 In the above road surface freezing prediction method, road surface freezing can be predicted by applying daily-changing data such as weather information, presence / absence of moisture, and amount of solar radiation to data unique to each point such as road surface information and topographic information. it can. Since freezing depends on weather conditions, it is impossible to predict freezing unless the influence of weather conditions is taken into consideration. However, in reality, the road surface and surrounding conditions vary greatly, and there are differences in the ease of freezing depending on the road, and a method of expressing the ease of freezing has been an issue.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、路面がどの程度凍結しやすいのかを表す路面凍結可能性指数を算出することを可能にする路面凍結可能性指数算出システム、路面凍結可能性指数算出方法及び路面凍結可能性指数算出プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to calculate a road surface freezeability index calculation system that makes it possible to calculate a road surface freezing index that indicates how easily the road surface is frozen, The object is to provide a road surface freezing index calculation method and a road surface freezing index calculation program.
上記課題を解決するための本発明は、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラと、路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得手段と、前記全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、路面に太陽光線が直達する時間を示す可照時間データを、前記道路の地点ごとに取得する可照時間データ取得手段と、前記路面温度取得手段により取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出手段と、を含み、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記可照時間データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出する、ことを特徴とする。 The present invention for solving the above problems is an all-sky camera that is installed on a moving body that moves on a road and shoots an all-sky image, road surface temperature acquisition means that acquires a road surface temperature for each point of the road, and Based on imaging data captured by the all-sky camera, irradiance time data acquisition means for acquiring irradiance time data indicating the time when the sunlight rays reach the road surface for each point of the road, and the road surface temperature acquisition means The road surface freezing index indicating the freezing possibility of the road surface is calculated for each point of the road based on the road surface temperature acquired by the above and the time when the sunlight reaches the road surface indicated by the illuminating time data. seen including a road freezable index calculation means, and wherein the imaging data, position data indicating the captured position is associated, the adjustable-irradiation time data acquisition means, based on the positional data sun Gets the road, the based on the imaging data and the sun path, the friendly calculates the irradiation time data, characterized in that.
このようにすることにより、路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を算出することができるので、該路面がどの程度凍結しやすいのかを表す路面凍結可能性指数を算出することができる。 By doing in this way, since the road surface freezing possibility index showing the freezing possibility of a road surface can be calculated, the road surface freezing possibility index showing how easy the road surface freezes can be calculated.
また、上記路面凍結可能性指数算出システムにおいて、前記路面凍結可能性指数算出手段は、道路の各地点の路面における路面凍結可能性指数を算出し、前記路面凍結可能性指数を、前記各地点と対応付けて表示する路面凍結可能性指数表示手段、をさらに含むこととしてもよい。このようにすれば、路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を道路の各地点について算出して表示することができるので、該道路のどの地点が凍結しやすいのかを知ることができ、道路を走行する際に注意することができる。 Further, in the road surface freezing possibility index calculating system, the road surface freezing possibility index calculating means calculates a road surface freezing possibility index in the road surface of each point of the road, and the road surface freezing possibility index is calculated as each point. Road surface freezing possibility index display means for displaying in association with each other may be further included. In this way, since it is possible to calculate and display a road surface freezing index indicating road freezing potential for each point on the road, it is possible to know which point on the road is likely to freeze, You can be careful when driving on the road.
また、本発明に係る路面凍結可能性指数算出方法は、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、路面に太陽光線が直達する時間を示す可照時間データを、前記道路の地点ごとに取得する可照時間データ取得ステップと、路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得ステップと、前記路面温度取得ステップにおいて取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出ステップと、を含み、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記可照時間データ取得ステップは、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得するステップと、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出するステップとを含む、ことを特徴とする。 In addition, the road surface freezing index calculation method according to the present invention is based on imaging data that is installed on a moving body that moves on a road and captures an all-sky image, so that sunlight rays reach the road surface directly. The irradiating time data indicating the time to perform is acquired in the irradiating time data acquiring step for acquiring each road point, the road surface temperature acquiring step for acquiring the road surface temperature for each point of the road, and the road surface temperature acquiring step. Road surface freezing that calculates a road surface freezing index indicating the freezing possibility of the road surface based on the road surface temperature and the time when the sunlight reaches the road surface indicated by the illuminating time data for each point of the road see containing possibilities and index calculation step, a, wherein the imaging data, position data indicating the captured position is associated, the adjustable-irradiation time data acquisition step, the positions de Obtaining a sun path on the basis of data, the based on the imaging data and the sun path, and calculating the friendly irradiation time data, it is characterized.
また、本発明に係るプログラムは、道路を移動する移動体に設置されて全天映像を撮影する全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、路面に太陽光線が直達する時間を示す可照時間データを、前記道路の地点ごとに取得する可照時間データ取得手段、路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得手段、及び前記路面温度取得手段により取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出手段、としてコンピュータを機能させ、前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、前記可照時間データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出する、ことを特徴とする。 In addition, the program according to the present invention is an illuminating device that indicates the time when the sun rays reach the road surface based on imaging data that is installed on a moving body that moves on a road and that is imaged by an all-sky camera that captures all-sky images. Visible time data acquisition means for acquiring time data for each point of the road, road surface temperature acquisition means for acquiring road surface temperature for each point of the road, and road surface temperature acquired by the road surface temperature acquisition means, Road surface freezing index calculating means for calculating a road surface freezing index indicating the freezing potential of the road surface based on the time when the sunlight rays reach the road surface indicated by the lightable time data, for each point of the road, cause the computer to function, wherein the imaging data, position data indicating the captured position is associated, the adjustable-irradiation time data acquisition means, based on the positional data sun Gets the road, the based on the imaging data and the sun path, the friendly calculates the irradiation time data, characterized in that.
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施の形態に係る路面凍結可能性指数算出システム1の構成図である。該路面凍結可能性指数算出システム1には、例えば公知のパーソナルコンピュータやサーバコンピュータと同様のコンピュータを使用することができ、CPU10、RAM12、入出力部14、通信部16、データベース18、外部記憶媒体20、ハードディスク22、表示部24、入力部26、バス28を含んで構成されている。そしてCPU10、RAM12、入出力部14はバス28を介して相互に接続され、入出力部14は通信部16、データベース18、外部記憶媒体20、ハードディスク22と接続されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a road surface freezing
CPU10は、路面凍結可能性指数算出システム1の各部を制御するとともに、各種の演算を行い、例えば後述する路面凍結可能性指数算出の計算も行う。RAM12は、CPU10のワークメモリとして動作する。また、このRAM12は、CPU10によって行われる各種処理に関わるプログラムやパラメータを保持している。入出力部14は、CPU10と、通信部16、データベース18、外部記憶媒体20及びハードディスク22と、の間でのデータの送受信を中継する。また、CPU10の指示に従い、通信部16、データベース18、外部記憶媒体20及びハードディスク22を制御する。ハードディスク22には、従来公知のハードディスクを使用することができ、コンピュータプログラムやデータを記憶する。また本発明に係るプログラムも記憶している。外部記憶媒体20には、フレキシブルディスク、CD−ROM、CD−RW、DVD−RAM、USBフラッシュメモリ、ROMカード、リムーバルハードディスク等のあらゆるコンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を使用することができ、コンピュータプログラムやデータを記憶する。また本発明に係るプログラムも記憶している。データベース18は、後述する可照時間データや路面温度データを記憶したり、算出した路面凍結可能性指数を記憶したりする。表示部24はディスプレイ等の表示手段であり、路面凍結可能性指数算出システム1のユーザに対してCPU10の指示に応じた表示を行う。入力部26は、キーボードやマウス等の入力手段であり、路面凍結可能性指数算出システム1のユーザの操作による入力を受け付けて、CPU10に出力する。
The
図2は、本実施の形態に係る路面凍結可能性指数算出システム1の機能ブロック図である。路面凍結可能性指数算出システム1は、機能的には、可照時間取得部30、路面温度取得部32、乾燥時間取得部34、路面凍結可能性指数算出部36、路面凍結可能性指数算出表示部38を含んで構成されている。
FIG. 2 is a functional block diagram of the road surface freezing possibility
可照時間取得部30は、地点ごとの可照時間を示す可照時間データを算出して取得する。可照時間データとは、以下に説明するような観測を行うことにより、道路の地点ごとに、該道路の脇に存在する建築物や樹木等によって日射が遮られることなく路面に太陽光線が直達する時間を季節ごとに取得し、該時間を数値化したデータであるとすることができる。
The erasable
可照時間取得部30が可照時間を算出するために、図3に示すような観測車50を使用することが好適である。該観測車50には、図3に示す位置に、自車の位置を把握するためのGPSアンテナ52、車の周囲の全天映像を撮影するための魚眼レンズ付ビデオカメラ54、気温を測定するための温度センサ55、路面温度を測定するための路面温度センサ56が設置される。
It is preferable to use an observation vehicle 50 as shown in FIG. 3 in order for the illuminable
図4は、該観測車50のハードウェア構成図である。観測車50には、コンピュータ60、GPSロガー70、バックランプ82、車速検出回路84、温度計86、放射温度計88、全天カメラ90、デジタルビデオカメラ92が設置される。温度計86は温度センサ55を構成し、放射温度計88は路面温度センサ56を構成し、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92は、魚眼レンズ付ビデオカメラ54を構成する。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram of the observation vehicle 50. In the observation vehicle 50, a
コンピュータ60には従来公知のパーソナルコンピュータと同様のコンピュータを使用することができ、該コンピュータ60は、制御部62、通信部64及び記憶部66を含んで構成される。制御部62はコンピュータ60の各部を制御するとともに、以下に説明するように、各機器から入力される情報を記憶部66に記憶し、該記憶した情報から日射遮蔽量を算出する処理も行う。通信部64はGPSロガー70、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92と接続し、データの送受信ができるようにしている。さらに制御部62がGPSロガー70、全天カメラ90及びデジタルビデオカメラ92を制御することができるように構成されてもよい。
A computer similar to a conventionally known personal computer can be used as the
GPSロガー70には従来公知のGPSロガーと同様のものを使用することができ、該GPSロガー70は、制御部72、記憶部74、GPSアンテナ76、ジャイロセンサ78、通信部80を含んで構成される。通信部80は、バックランプ82、車速検出回路84、温度計86、放射温度計88、コンピュータ60と接続され、データの送受信ができるようにしている。また、制御部72はGPSロガー70の各部を制御するとともに、GPSアンテナ76、ジャイロセンサ78、通信部80から入力される信号をそれぞれ対応付けて記憶部74に記憶する処理も行う。また、コンピュータ60からの指示に従い、記憶部74に記憶されるデータを読み出し、コンピュータ60に送信する処理も行う。さらに制御部72が温度計86、放射温度計88を制御できるように構成されることもできる。
The
GPSアンテナ76にはGPSアンテナ52を構成する従来公知のGPSアンテナと同様のものを使用することができ、該GPSアンテナ76がGPS衛星からの信号を受信することにより、GPSロガー70は観測車50の位置、向き及び速度を測位する。すなわち、観測車50の存在する位置の緯度/経度/標高を示す緯度/経度/標高データ(位置データ)、方位(観測車50の向いている方位)を示す方位データ及び観測車50の地球上での速度を示す速度データを取得する。
The
バックランプ82は、通常車に備えられるバックランプであり、観測車50が後進するときに点灯する。そしてGPSロガー70は、該バックランプ82が点灯しているか否かについての情報を受信し、点灯している場合に、観測車50が後進していると判断する。また、車速検出回路84は、通常車に備えられる観測車50の車速を検出する回路であり、観測車50の車速を数値データとして出力する。そしてGPSロガー70は該数値データを受信し、観測車50の移動速度を示す移動速度データを取得する。また、ジャイロセンサ78には従来公知のジャイロセンサと同様のものを使用することができ、該ジャイロセンサ78は観測車50の角速度を直交する3軸について出力する。GPSロガー70は、該3軸の角速度を示す角速度データをジャイロセンサ78から取得する。そして、GPSアンテナ76がGPS衛星からの信号を受信できない場合には、GPSアンテナ76からの信号により取得できた最終の位置/方位/速度データからの移動度を、後進情報、移動速度データ、角速度データに基づいて決定し、観測車50の存在する位置を示す位置データ、観測車50の向いている方位を示す方位データ及び観測車50の地球上での速度を示す速度データを取得する。
The
温度計86には従来公知の温度計と同様のものを使用でき、該温度計86は、観測車50の車外気温を測定し、該車外気温を示す気温データをGPSロガーに対して出力する。また、放射温度計88には、従来公知の放射温度計と同様のものを使用でき、該放射温度計88は、路面からの赤外線放射を測定することにより、路面の表面温度を測定し、該路面の表面温度を示す路面温度データをGPSロガー70に対して出力する。
A
制御部72は、以上のようにして取得される、位置データ、方位データ、速度データ、気温データ、路面温度データ及びこれらの各データを取得した日時或いは各データが観測された日時を示す観測日時データを記憶部74に対応付けて記憶する。すなわち、各データは観測中に常時観測されるものであり、同時に取得したデータをそれぞれ対応付けて記憶することができる。該観測日時データと、上記各データと、をそれぞれ対応付けて記憶することとしてもよい。
The control unit 72 acquires the position data, azimuth data, speed data, temperature data, road surface temperature data, the date and time when each of these data was acquired, or the observation date and time when each data was observed, acquired as described above. Data is stored in association with the
次に、全天カメラ90は図3に示すように観測車50の屋根部分に、観測車50の上方向に撮像部を向けて設置される。すなわち、全天カメラ90は観測車50の上方向の全天撮影を行う。そして該全天カメラ90には、従来公知の全天カメラと同様のものを使用することができるが、特に写角が180度以上で、半円周視界を撮像できるように設計される円周魚眼レンズを使用することが望ましい。そして全天カメラ90は、撮像結果である撮像データを、コンピュータ60或いはデジタルビデオカメラ92に対し出力する。該全天カメラ90の撮像結果について、以下に説明する。
Next, as shown in FIG. 3, the all-
まず、観測車50が図5に示すような位置に存在する場合について説明する。すなわち、道路100上の地点104に観測車50が存在し、道路脇に建造物102が存在する。観測車50は道路100上を移動しながら、いくつもの地点において、日射遮蔽量データの取得を行っている。
First, the case where the observation vehicle 50 exists in a position as shown in FIG. 5 will be described. That is, the observation vehicle 50 exists at the
このように道路脇に建造物102が存在する状況において全天カメラ90で撮像すると、図6に示すような円形の撮像結果(天空図)が得られる。すなわち該撮像結果においては、円の周囲が全天カメラ90のレンズ面の写真となり、円の中心はレンズの向いている向きの写真となる。このように撮影されることにより、円の一部に建造物102が写る結果となる。すなわち、地点104の周囲の建造物や樹木等の日射遮蔽物が撮像結果に写ることとなる。
In this way, when the image is captured by the
なお、該撮像データも観測中に常時観測されるものであり、デジタルビデオカメラ92で録画することにより動画としてデジタルビデオカメラ92に記憶される。或いはコンピュータ60の記憶部66に記憶することとしてもよい。なお、該撮像データも撮像した日時或いは該撮像データが記憶された日時を示す撮像日時データと対応付けられて記憶され、該撮像日時データと上記観測日時データとによって、該撮像データと、GPSロガー70に記憶される位置データ、方位データ、速度データ、気温データ、路面温度データと、が対応付けられる。
The imaging data is also constantly observed during observation, and is recorded in the
そして制御部62は、以上のようにして取得される撮像データと、地球の公転運度及び自転運動により決定される太陽軌道と、に基づいて、日射遮蔽量を算出する。この算出処理について、以下に詳しく説明する。
And the
まず、太陽軌道の時角t,高度角h,方位角Aは、緯度φ,経度λ,時刻H,太陽赤緯δ,均時差ETに基づいて、以下の式(1)、式(2)及び式(3)により求められる。なお、太陽赤緯δ及び均時差ETは月日によって異なる。
t=λ−9+ET+(H−12) ・・・(1)
sinh=sinφsinδ+cosφcosδcost ・・・(2)
sinA=−cosδsint/cosh ・・・(3)
First, the time angle t, altitude angle h, and azimuth angle A of the solar orbit are based on latitude φ, longitude λ, time H, solar declination δ, and time difference ET, using the following formulas (1) and (2). And Equation (3). The solar declination δ and the time difference ET vary depending on the date.
t = λ−9 + ET + (H−12) (1)
sinh = sinφsinδ + cosφcosδcost (2)
sinA = −cosδsint / cosh (3)
このように、太陽の高度角h及び方位角Aは測定点の緯度/経度/日時に基づいて異なる値となる。そして制御部62は、記憶部66或いはデジタルビデオカメラ92に撮像時刻データと対応付けて記憶される撮像データに、該撮像日時データが示す日時と同じ日時と見なすことのできる範囲の日時を示す観測日時データと対応付けて記憶部74に記憶される位置データ及び方位データを読み出す。このようにして、該撮像データを撮像した場所の緯度/経度/標高及び撮像したときの観測車50の方位を取得することができる。
As described above, the altitude angle h and the azimuth angle A of the sun are different values based on the latitude / longitude / date and time of the measurement point. The
このようにして撮像データを撮像した地点の緯度/経度/標高が取得できると、式(1)、式(2)及び式(3)により、該地点での日時ごとの太陽の位置を取得することができる。該位置を撮像データ上にプロットした例を図7に示す。太陽軌道は1日ごとにプロットした点をつなぐと線になり、図7では月ごとの太陽軌道を線として示している。太陽軌道110は1月1日、太陽軌道112は4月1日、太陽軌道114は7月1日の太陽軌道をそれぞれ示している。撮像データは日によって普通は変化しないが、このように撮像データ上において太陽軌道は毎日異なる線を描く。なおこの処理において、標高により太陽軌道は異なるので、位置データが示す測定点の標高に応じて、測定点における高度補正及び日射遮蔽物の高度補正を行っている。さらに、方位データにより示される観測車50の向きに応じて、撮像データを回転させる方位補正も行っている。
When the latitude / longitude / elevation of the point where the imaged data is imaged can be acquired in this way, the position of the sun for each date and time at the point is acquired by Equation (1), Equation (2), and Equation (3). be able to. An example in which the position is plotted on the imaging data is shown in FIG. The solar orbit becomes a line when connecting the points plotted every day, and in FIG. 7, the solar orbit for each month is shown as a line. The
そして、制御部62は、撮像データにおいて、太陽軌道上にある建造物102のような日射遮蔽物によって太陽光線が遮られない時間(太陽光線の可照時間)を算出する。具体的には、例えば図8のような太陽軌道遮蔽データを取得することにより、該可照時間を算出することができる。図8は、ある道路かつある月日において、縦軸を基準となる地点からの距離、横軸を時間、として、太陽軌道上に遮蔽物があるか否かを地点ごと時分ごとに表示したグラフである。該グラフは太陽軌道上に遮蔽物がある場合に黒、ない場合に白を表示している。それぞれが地点ごと時分ごとに太陽軌道の遮蔽の有無を表す太陽軌道遮蔽データとなる。そして、地点ごとの白の時間が該地点における太陽光線の可照時間となる。
And the
このようにして、観測車50が観測走行を実施した地点について、緯度/経度/標高/月日ごとの太陽光線の可照時間を算出することができ、可照時間取得部30は該可照時間を可照時間データとして取得する。なお、可照時間データは例えば一日に太陽光線が遮蔽物に遮られることなく路面に到達する割合を示す直達率を使用することもできる。また、太陽光線の可照時間の計算は、例えば観測車50が取得した各データに基づいて、別途設けられるコンピュータにおいて算出することとしてもよい。
In this way, it is possible to calculate the sunshine illumination time for each latitude / longitude / altitude / month / day at the point where the observation vehicle 50 has carried out the observation travel, and the illumination
次に、路面温度取得部32は、地点ごとの路面温度を示す路面温度データを取得する。該路面温度データは観測車50に備えられる路面温度センサ56により上述のように測定される路面温度データを使用することができる。すなわち、観測車50により測定される路面温度データであって、可照時間が対応する緯度/経度/標高/月日と対応付けて記憶部74に記憶される路面温度データを取得することにより、地点ごとに、可照時間に対応する路面温度を取得することができる。
Next, the road surface
以上のようにして、可照時間取得部30により取得される可照時間データと、路面温度取得部32により取得される路面温度データと、に基づいて、路面凍結可能性指数算出部36は路面凍結可能性指数を算出する。この算出においては、路面温度が低いほど凍結可能性が高く、可照時間が長いほど凍結可能性が低い、という路面の性質を利用し、路面温度と可照時間とに基づいて路面凍結可能性指数を算出している。
As described above, the road surface freezing possibility
ある道路において、起点からの距離xの地点における路面温度をa(x)、可照時間をb(x)とすると、路面凍結可能性指数g(x)は以下の式(4)のように表すことができる。ただし、ある道路の路面凍結可能性算出対象区間において路面凍結可能性の高い地点を明らかにすることを目的として路面凍結可能性指数を算出する場合には、a(x)及びb(x)はそれぞれ該路面凍結可能性算出対象区間の起点から終点までの該a(x)及び該b(x)の最大値を1、最小値を0として正規化して計算することとしてもよい。
g(x)=m×a(x)+n×b(x) ・・・(4)
In a certain road, when the road surface temperature at a point x from the starting point is a (x) and the illuminating time is b (x), the road surface freezing possibility index g (x) is expressed by the following equation (4). Can be represented. However, when calculating the road surface freezing possibility index for the purpose of clarifying the road surface freezing possibility point in the road surface freezing possibility calculation target section of a road, a (x) and b (x) are The calculation may be performed by normalizing the maximum value of the a (x) and the b (x) from the start point to the end point of the road surface freezing possibility calculation target section as 1 and the minimum value as 0, respectively.
g (x) = m × a (x) + n × b (x) (4)
ここで、m,nはそれぞれ路面凍結可能性指数に対する可照時間,路面温度の重みを示す重み係数である。該m,nは種々の路面温度と可照時間を条件の下で、路面が乾燥するまでの時間を、地点ごとに測定することにより取得することができる。つまり、例えば水はけの悪い路面では乾燥までの時間は長くなる場合がある。また、例えば湧水があるために乾燥までの時間が長くなる場合もある。さらに、例えば交通量が多い道路ではすぐに乾燥する場合もある。これらのような場合に、実際に地点ごとに可照時間及び路面温度と、路面凍結可能性指数と、の関係を実験的に測定することにより、より精度よく路面凍結可能性指数を算出することができるようになる。 Here, m and n are weighting factors indicating the weight of the irradiating time and the road surface temperature with respect to the road surface freezing index. The m and n can be obtained by measuring the time until the road surface dries for each point under various road surface temperatures and lighting times. That is, for example, on a road surface with poor drainage, the time until drying may be long. In addition, for example, due to spring water, the time until drying may be longer. In addition, for example, roads with heavy traffic may dry quickly. In such cases, the road surface freezing index should be calculated more accurately by experimentally measuring the relationship between the irradiance time and road surface temperature and the road surface freezing index for each point. Will be able to.
乾燥時間取得部34は、地点ごとに、可照時間と路面温度の組み合わせごとに路面が乾燥するまでの時間を測定した結果を取得し、上記重み係数m,nを算出することにより取得する。もっとも、雨雪による水分供給以外の水分供給がない路面や、交通量がそれほど多くない路面についての算出ではm=n=1としてもかまわない。
The drying
そして、このようにして算出された月日ごと地点ごとの路面凍結可能性指数を、路面凍結可能性指数表示部38は、例えば路面凍結可能性指数算出システム1の表示部24に表示することにより、路面凍結可能性指数算出システム1のユーザに対し、通知する。表示に際しては、特定の地点と、該特定の地点の路面凍結可能性指数と、を対応付けて表示することが望ましい。図9は、その具体的な表示の例である。
And the road surface freezing possibility
図9においては、地図表示部130と、路面凍結可能性指数表示部132と、凡例表示部134と、を設けている。地図表示部130においては、地図を表示し、地図の一要素としての道路120を表示する。そして、図9においては図の右端を0km地点とし、左方向に進むに従って、実際の道路120の距離に応じて1km,2km,・・・と距離表示を行っている。なお、図9においては図の右側を起点(0km)としているが、左側を起点としてもよいし、縦に路面凍結可能性指数表示部132を設け、図の上部又は下部を起点としてもよいのは勿論である。
In FIG. 9, a
そして路面凍結可能性指数表示部132は、右端から上記距離表示に応じた距離を軸とし、各距離(各地点)に対応する道路120上の地点の路面凍結可能性指数124を表示している。なお、該路面凍結可能性指数124は、凡例表示部134に示すように、色が濃くなるに従い、路面凍結可能性指数が大きい、すなわち凍結しやすい路面である、ことを表示するようになっている。
Then, the road surface freezing
このようにして、路面がどの程度凍結しやすいのかを示す路面凍結可能性指数を算出し、該指数を道路上の各地点に応じて月日ごとに表示することにより、該表示により月日ごとに凍結しやすい路面を知ることができ、通行者に対して注意喚起を行うことができる。さらに、月日ごとの路面凍結可能性指数の平均を取ることにより、路面凍結可能性指数により年間を通じて路面がどの程度凍結しやすいのかを示すことも可能である。 In this way, by calculating the road surface freezing possibility index indicating how easily the road surface is frozen, and displaying the index for each day according to each point on the road, It is possible to know the road surface that is easily frozen, and to alert the passerby. Furthermore, by taking the average of the road surface freezing potential index for each month and day, it is possible to indicate how easily the road surface is frozen throughout the year by the road surface freezing potential index.
なお、可照時間の算出に当たっては、気象予測により示される日照時間の予測に応じて可照時間を変更することとしてもよい。このようにすれば、道路そのものの性質に対応する上記路面凍結可能性指数に加え、さらに気象予測に応じた路面凍結可能性指数の算出が可能となる。また、路面温度についても実測値だけでなく、例えば1km標高データ、土地利用データ等の国土数値データと、気象庁領域モデル(RSM)や予報ガイダンス等の気象庁発表のGPVデータと、海水温データや雪線標高データ等の気候値データと、道路の地点ごとに、該道路の脇に存在する建築物や樹木等によって日射が遮られない割合である直達率を季節ごとに取得し、該割合を数値化した日射遮蔽量データと、道路の地点ごとの交通量データと、を熱収支モデルに適用することにより求められる路面温度の予測値を路面温度データとして使用することとすれば、道路そのものの性質に対応する上記路面凍結可能性指数に加え、さらに路面温度予測に応じた路面凍結可能性指数の算出が可能となる。 In calculating the lighting time, the lighting time may be changed according to the prediction of the sunshine time indicated by the weather forecast. In this way, in addition to the road surface freezing index corresponding to the nature of the road itself, it is possible to calculate a road surface freezing index corresponding to the weather forecast. The road surface temperature is not only the actual measured value, but also the national land numerical data such as 1 km elevation data and land use data, the GPV data announced by the Japan Meteorological Agency (RSM) and forecast guidance, seawater temperature data and snow Acquire climatic data such as line elevation data and a direct rate for each point of the road, which is the ratio that the solar radiation is not obstructed by the buildings and trees, etc. that exist on the side of the road. If the predicted value of the road surface temperature obtained by applying the converted solar radiation shielding data and the traffic data for each point on the road to the heat balance model is used as the road surface temperature data, the characteristics of the road itself In addition to the road surface freezing index corresponding to the above, it is possible to calculate a road surface freezing index corresponding to the road surface temperature prediction.
1 路面凍結可能性指数算出システム、10 CPU、12 RAM、14 入出力部、16,64,80 通信部、18 データベース、20 外部記憶媒体、22 ハードディスク、24 表示部、26 入力部、28 バス、30 可照時間取得部、32 路面温度取得部、34 乾燥時間取得部、36 路面凍結可能性指数算出部、38 路面凍結可能性指数表示部、50 観測車、52 GPSアンテナ、54 魚眼レンズ付ビデオカメラ、55 温度センサ、56 路面温度センサ、60 コンピュータ、62,72 制御部、66,74 記憶部、70 GPSロガー、76 GPSアンテナ、78 ジャイロセンサ、82 バックランプ、84 車速検出回路、86 温度計、88 放射温度計、90 全天カメラ、92 デジタルビデオカメラ。 1 Road surface freezing possibility index calculation system, 10 CPU, 12 RAM, 14 input / output unit, 16, 64, 80 communication unit, 18 database, 20 external storage medium, 22 hard disk, 24 display unit, 26 input unit, 28 bus, 30 Visible Time Acquisition Unit, 32 Road Surface Temperature Acquisition Unit, 34 Drying Time Acquisition Unit, 36 Road Surface Freezing Potential Index Calculation Unit, 38 Road Surface Freezing Potential Index Display Unit, 50 Observation Car, 52 GPS Antenna, 54 Video Camera with Fisheye Lens , 55 temperature sensor, 56 road surface temperature sensor, 60 computer, 62, 72 control unit, 66, 74 storage unit, 70 GPS logger, 76 GPS antenna, 78 gyro sensor, 82 back lamp, 84 vehicle speed detection circuit, 86 thermometer, 88 Radiation thermometer, 90 all-sky camera, 92 digital video camera.
Claims (4)
路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得手段と、
前記全天カメラによって撮像される撮像データに基づいて、路面に太陽光線が直達する時間を示す可照時間データを、前記道路の地点ごとに取得する可照時間データ取得手段と、
前記路面温度取得手段により取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出手段と、
を含み、
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記可照時間データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出する、
ことを特徴とする路面凍結可能性指数算出システム。 An all-sky camera that is installed on a moving body moving on the road and shoots a whole sky image;
Road surface temperature acquisition means for acquiring the road surface temperature for each point of the road;
Based on imaging data imaged by the all-sky camera, irradiance time data acquisition means for acquiring irradiance time data indicating the time when the sun rays reach the road surface for each point of the road;
Based on the road surface temperature acquired by the road surface temperature acquisition means and the time when the sun rays reach the road surface indicated by the observable time data, a road surface freezing index indicating the freezing possibility of the road surface is calculated based on the road surface temperature. Road surface freezing possibility index calculating means to calculate for each point,
Only including,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The illuminable time data acquisition means acquires a solar orbit based on the position data, and calculates the illuminable time data based on the imaging data and the solar orbit,
A road surface freezing index calculation system characterized by that.
前記路面凍結可能性指数算出手段は、道路の各地点の路面における路面凍結可能性指数を算出し、
前記路面凍結可能性指数を、前記各地点と対応付けて表示する路面凍結可能性指数表示手段、
をさらに含むことを特徴とする路面凍結可能性指数算出システム。 In the road surface freezing possibility index calculation system according to claim 1 ,
The road surface freezing possibility index calculating means calculates a road surface freezing possibility index in the road surface of each point of the road,
Road surface freezing index display means for displaying the road surface freezing index in association with each point;
The road surface freezing possibility index calculation system characterized by further including.
路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得ステップと、
前記路面温度取得ステップにおいて取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出ステップと、を含み、
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記可照時間データ取得ステップは、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得するステップと、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出するステップとを含む、
ことを特徴とする路面凍結可能性指数算出方法。 Based on imaging data that is installed on a moving body that moves on the road and captures an all-sky image, irradiance time data indicating the time when the sun rays reach the road surface is obtained for each point on the road. A visible time data acquisition step acquired at
A road surface temperature acquisition step of acquiring a road surface temperature for each point of the road;
Based on the road surface temperature acquired in the road surface temperature acquisition step and the time when the sunlight rays reach the road surface indicated by the illuminating time data, a road surface freezing index indicating the freezing possibility of the road surface is calculated based on the road surface temperature. and the road surface freezing possibility index calculation step of calculating for each point, only including,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The illuminating time data acquisition step includes a step of acquiring a solar orbit based on the position data, and a step of calculating the irradiating time data based on the imaging data and the solar orbit.
The road surface freezing possibility index calculation method characterized by this.
路面温度を前記道路の地点ごとに取得する路面温度取得手段、及び
前記路面温度取得手段により取得される路面温度と、前記可照時間データが示す路面に太陽光線が直達する時間と、に基づいて前記路面の凍結可能性を表す路面凍結可能性指数を前記道路の地点ごとに算出する路面凍結可能性指数算出手段、としてコンピュータを機能させ、
前記撮像データには、撮像された位置を示す位置データが対応付けられ、
前記可照時間データ取得手段は、前記位置データに基づいて太陽軌道を取得し、前記撮像データと前記太陽軌道とに基づいて、前記可照時間データを算出する、
ことを特徴とする路面凍結可能性指数算出プログラム。 Based on imaging data that is installed on a moving body that moves on the road and captures an all-sky image, irradiance time data indicating the time when the sun rays reach the road surface is obtained for each point on the road. Irradiance time data acquisition means to acquire,
Based on the road surface temperature acquisition means for acquiring the road surface temperature for each point of the road, and the road surface temperature acquired by the road surface temperature acquisition means, and the time when the sunlight reaches the road surface indicated by the illuminating time data directly Causing the computer to function as a road surface freezing potential index calculating means for calculating a road surface freezing potential index representing the road surface freezing potential for each point of the road ,
The image data is associated with position data indicating the imaged position,
The illuminable time data acquisition means acquires a solar orbit based on the position data, and calculates the illuminable time data based on the imaging data and the solar orbit,
A road surface freezing index calculation program characterized by that.
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